En ingeniería eléctrica , un compensador estático de VAR ( SVC ) es un conjunto de dispositivos eléctricos para proporcionar potencia reactiva de acción rápida en redes de transmisión de electricidad de alto voltaje . [1] [2] Los SVC son parte de la familia de dispositivos del sistema de transmisión de CA flexible [3] [4] , que regulan el voltaje, el factor de potencia, los armónicos y estabilizan el sistema. Un compensador estático de VAR no tiene partes móviles significativas (excepto el tablero de distribución interno). Antes de la invención del SVC, la compensación del factor de potencia era exclusiva de las grandes máquinas rotativas, como los condensadores síncronos o los bancos de condensadores conmutados. [5]
El SVC es un dispositivo de adaptación de impedancia automático, diseñado para acercar el sistema al factor de potencia unitario . Los SVC se utilizan en dos situaciones principales:
En aplicaciones de transmisión, el SVC se utiliza para regular el voltaje de la red. Si la carga reactiva del sistema eléctrico es capacitiva (adelantada), el SVC utilizará reactores controlados por tiristores para consumir VAR del sistema, lo que reduce el voltaje del sistema. En condiciones inductivas (retrasadas), los bancos de capacitores se activan automáticamente, lo que proporciona un voltaje del sistema más alto. Al conectar el reactor controlado por tiristores, que es continuamente variable, junto con un escalón del banco de capacitores, el resultado neto es una potencia adelantada o retrasada continuamente variable.
En aplicaciones industriales, los SVC se colocan normalmente cerca de cargas altas y que varían rápidamente, como hornos de arco , donde pueden suavizar el voltaje de parpadeo . [1] [6]
Por lo general, un SVC comprende uno o más bancos de condensadores o reactancias en derivación fijos o conmutados , de los cuales al menos un banco está conmutado por tiristores. Los elementos que se pueden utilizar para fabricar un SVC incluyen típicamente:
Mediante la modulación de ángulo de fase conmutada por los tiristores, el reactor puede conmutarse de forma variable en el circuito y así proporcionar una inyección (o absorción) de VAR continuamente variable a la red eléctrica. [2] En esta configuración, los condensadores proporcionan un control de voltaje aproximado ; el reactor controlado por tiristores debe proporcionar un control suave. Se puede proporcionar un control más suave y más flexibilidad con la conmutación de condensadores controlada por tiristores. [7]
Los tiristores se controlan electrónicamente. Los tiristores, como todos los semiconductores, generan calor y, por lo general, se utiliza agua desionizada para enfriarlos. [5] Al cortar la carga reactiva en el circuito de esta manera, se inyectan armónicos de orden impar no deseados , por lo que generalmente se proporcionan bancos de filtros de alta potencia para suavizar la forma de onda. Dado que los filtros en sí son capacitivos, también exportan MVAR al sistema de energía.
Los dispositivos más complejos son prácticos cuando se requiere una regulación precisa del voltaje. La regulación del voltaje se realiza mediante un controlador de bucle cerrado . [7] El control de supervisión remota y el ajuste manual del punto de ajuste del voltaje también son comunes.
Generalmente, la compensación estática de VAR no se realiza en voltaje de línea; un banco de transformadores reduce el voltaje de transmisión (por ejemplo, 230 kV) a un nivel mucho más bajo (por ejemplo, 9,0 kV). [5] Esto reduce el tamaño y la cantidad de componentes necesarios en el SVC, aunque los conductores deben ser muy grandes para manejar las altas corrientes asociadas con el voltaje más bajo. En algunos compensadores estáticos de VAR para aplicaciones industriales, como hornos de arco eléctrico , donde puede haber una barra colectora de media tensión existente (por ejemplo, a 33 kV o 34,5 kV), el compensador estático de VAR puede conectarse directamente para ahorrar el costo del transformador.
Otro punto de conexión común para SVC es el devanado terciario delta de los autotransformadores conectados en Y, que se utilizan para conectar un voltaje de transmisión a otro voltaje.
La naturaleza dinámica del SVC reside en el uso de tiristores conectados en serie y en paralelo inverso, formando "válvulas de tiristores". Los semiconductores en forma de disco, normalmente de varios centímetros de diámetro, suelen estar ubicados en el interior de una "casa de válvulas".
La principal ventaja de los SVC sobre los esquemas de compensación conmutados mecánicamente simples es su respuesta casi instantánea a los cambios en el voltaje del sistema. [7] Por este motivo, a menudo se los opera cerca de su punto cero para maximizar la corrección de potencia reactiva que pueden proporcionar rápidamente cuando es necesario.
Son, en general, más económicos, de mayor capacidad, más rápidos y más confiables que los esquemas de compensación dinámica como los condensadores síncronos. [7] Sin embargo, los compensadores VAR estáticos son más caros que los capacitores conmutados mecánicamente, por lo que muchos operadores de sistemas utilizan una combinación de las dos tecnologías (a veces en la misma instalación), utilizando el compensador VAR estático para brindar soporte para cambios rápidos y los capacitores conmutados mecánicamente para proporcionar VAR de estado estable.
Los dispositivos similares incluyen el compensador síncrono estático (STATCOM) y el controlador de flujo de potencia unificado (UPFC).
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